草地贪夜蛾天敌已找到!策略用对可减80%为害

草地贪夜蛾天敌已找到!策略用对可减80%为害

当屠呦呦团队为保障人类健康再传佳音时,有一帮人也在为作物健康聚头、交流、热议,猛烈的碰撞着火花,这帮人的焦点不是别的,正是近半年来网络上“人人喊打”的妖蛾子——草地贪夜蛾。

6月18日上午,云南农业大学及华大基因草地贪夜蛾研究进展研讨会在云南农业大学西苑图书馆报告厅举行,来自中国科学院、中国农业科学院、深圳国家基因库、云南农业大学的专家学者们从自己的研究领域出发,围绕对草地贪夜蛾的灾变机理及控制、草地贪夜蛾基因组测序、生物多样性控制生物灾害研究实践等议题开展了有价值的研讨。

威胁华北东北玉米 面积将达2亿亩

“目前在我国草地贪夜蛾的迁飞途径有两条,分别是从云南北上和从海南、广西北上,但在未来,受台风频繁影响,自菲律宾经台湾进入大陆将可能成为第三条路径。”中国农业科学院植物保护研究所博士后吴秋琳在会上指出,通过研究草地贪夜蛾在国内外的迁飞及繁殖特征,我国热带与亚热带地区是草地贪夜蛾适生区,或成草地贪夜蛾周年繁殖区。

中国农业科学院植物保护研究所博士后吴秋琳

“通过建模并分析草地贪夜蛾缅甸虫源侵入我国的路径后我们发现,4月盛行的微弱西风虽不利于远距离迁移,但成虫的自主飞行已可形成对云南和广西局部地区的近距离入侵。”据吴秋琳等研究表明,进入5月份后,随着西南夏季风的加强云南和广西全境成为缅甸虫源的主要迁入地,并波及贵州、广东、海南和湖南等省,到6-7月份每年西南季风最强时期,草地贪夜蛾连续飞行3个夜晚可迁入黄河以北至内蒙古与东北南部的广大地区。预计在夏秋季对我国华北或东北玉米主产区2亿亩以上玉米构成威胁。

来源:吴秋琳等公开发表文献

同时,她指出国外的研究进展,对现阶段我们围绕虫害的预警防治工作具有积极的意义。在北美洲地区,春季草地贪夜蛾从热带周年繁殖区乘风向北“覆瓦式”迁徙进入温带地区。秋季再从北向南回迁。这意味着,入侵我国并随西南季风迅速扩张的草地贪夜蛾在迁飞至华北东北后极有可能随东北季风再回迁中国南部,并融入当地生态系统,目前在云南发生的草地贪夜蛾与在北美发现的一样,对有机磷、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类农药有较高抗性。

3龄以后学“抽烟”

喜好烟草超过玉米

“仅仅5个月就波及云南120个县,截至6月14日,省内16个州市已发生草地贪夜蛾灾害,129个县仅4个未发生。其中普洱市和文山市发生较重,面积均接近25万亩,保山市超过15万亩,红河州、曲靖市超过10万亩。”云南农业大学桂富荣教授介绍,今年云南遭遇春季-初夏干旱最严重的年份,给草地贪夜蛾的“入侵”提供了绝佳的生存环境。

云南农业大学教授桂富荣

据研究表明,高温导致草地贪夜蛾完成一个世代(从卵到成虫死亡)的时间明显缩短:17℃下55.5天完成一个世代,而在37℃下,相同时间内能够完成2个以上世代。而通过试验发现,在27℃条件下草地贪夜蛾产卵量最大,单雌产卵量可达1000粒以上。

来源:云南农业大学桂富荣

“目前除玉米外,田间观察到的寄主还有甘蔗、高粱和生姜等,我们在实验室环境下调查了不同虫龄对寄主植物的为害情况,发现3龄以后尤其是6龄幼虫对烟草叶片的取食量较大,但1-2龄幼虫则无法在烟草上存活。” 桂富荣表示,由于初入云南的草地贪夜蛾表现出食量大,为害广,迁飞能力强等特性,药剂的筛选及室内试验更像是“与时间赛跑”,据悉桂富荣及团队选用市场上28种登记靶标为鳞翅目害虫的农药产品,在大田推荐剂量的范围内稀释1000倍作为室内剂量,采用浸叶法和浸虫法测定对幼虫(2龄)的防效。

结果表明,甲维盐、氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素、虫螨腈、醚菊酯等单剂农药和甲维·茚虫威、甲维·氟酰胺、乙多·甲氧虫、氯虫·噻虫嗪四种复配农药效果好于其他品种,而在生物源农药中,苏云金杆菌则表现出较高的防效。其中,毒杀作用起效最快的是甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和甲维·茚虫威,2龄幼虫在24h全部死亡。使2龄虫最敏感的成分为虫螨腈(产品为240g/L虫螨腈悬浮剂),48h时半数致死浓度仅1.3mg/L。

做客变常住

“偷渡”遭遇天敌“关爱”

“这位‘远方的客人’没办护照就光临我国云南,我们要做的就是好好‘招待’它。招待的方式就是放天敌。”云南农业大学植物保护学院党委书记陈斌的一席话,引得在坐嘉宾的笑声与掌声。

云南农业大学植物保护学院党委书记陈斌

经过云南农业大学的饲养研究,共发现3种可以寄生草地贪夜蛾的云南本地寄生蜂(属、科)。其中一种蜂是草地贪夜蛾寄生蜂的优势种,2019年5月3日采集的220头草地贪夜蛾,被该蜂寄生的比例达9.1%。寄生蜂将卵产在草地贪夜蛾幼虫体内,依靠幼虫的营养来生长发育,最后破“虫”而出。除云南本地发现的寄生蜂外,国外还报道有5种寄生蜂和4种捕食性昆虫可以用来防治草地贪夜蛾。

天敌捕食草地贪夜蛾幼虫

蠋蝽、叉角厉蝽是2种重要的捕食性蝽类昆虫,不管是草地贪夜蛾的低龄幼虫还是高龄幼虫,都可沦为这些捕食蝽的腹中餐。蠋蝽和叉角厉蝽对草地贪夜蛾幼虫身体的各个部位都可以吸食,陈斌表示:“不管是头部、胸部还是腹足部位,蠋蝽的口针都可以刺入吸食,就像吸果汁一样。而且还可以多头蠋蝽‘聚餐’共食一只幼虫,捕猎的效率也大为提升。”据了解,这些天敌的体型越大,战斗力越强,随着虫龄的增加,捕食造成草地贪夜蛾幼虫死亡的时间也将逐渐缩短。

除了利用动物天敌,合理利用作物多样性种植也成为害虫控制的重要措施。2017年,肯尼亚、乌干达和塔桑尼亚等国家采用“推拉效应”伴生种植策略来防治草地贪夜蛾,取得不错的效果。推拉伴生种植指的是,在目标作物一侧种植害虫不喜欢的作物,起到驱赶的作用,在另一侧种植害虫更喜欢的作物,起到吸引作用。两种作物一边“推”,一边“拉”,共同把害虫从目标作物上赶走。据了解,上述国家通过这一策略,能使单株玉米幼虫数量降低82.7%,为害程度降低86.70%。

我国已出现水稻型草地贪夜蛾

日前,华大生命科学研究院完成了草地贪夜蛾染色体级别基因组测序和组装,并将数据上传至国家基因库核酸序列归档系统(CNSA)。华大生命科学研究院数字化地球研究所刘欢副所长介绍,草地贪夜蛾全基因组测序对未来的研究和防治起到支撑作用,包括确定入侵类型、高杂食性遗传机制、耐毒性与遗传关系、肠道微生物与耐毒性关系、迁飞路线、基因防御技术等研究。也就是说,基因组测序为揭示草地贪夜蛾为什么吃得多、吃得广,如何产生抗药性,如何更好防治奠定了基础。

华大生命科学研究院数字化地球研究所副所长刘欢

华大生命科学研究院完成的全球首个草地贪夜蛾染色体级别的基因组组装,无论是基因组完整性还是基因集的完整性都超过了目前已有版本。“普通情况下这些工作需要一年的时间来完成,而这次从接到任务到完成测序只用了25天的时间。华大动用了所有的研究力量,在短时间内进行了全基因组的解读。”刘欢颇为自豪地讲述。

通过基因组测序发现,在广东和云南各获取的2头草地贪夜蛾中,云南的2个样本全是玉米型,而广东的样本中,1头是玉米型、1头是水稻型。这意味着在中国发生的草地贪夜蛾种群中,玉米型和水稻型2种类型均已出现。吴秋琳在会上讲到,入侵我国的草地贪夜蛾存在两种基因型,10%左右的比例为纯“玉米型”,90%左右的比例为携带了少量“水稻型”基因组的“玉米型”。从源头分析来看,刘欢表示我国的草地贪夜蛾是从非洲来的,但不排除从其他地区入侵。

基因组注释共发现了12516个基因家族,与近源鳞翅目物种进行对比后发现了多个扩张基因家族,其中两个基因家族严重扩张。刘欢解释:通过基因功能功能注释来看,这两种基因家族与解毒功能和抗药性密切相关,推测主要控制草地贪夜蛾高度杂食性和驱动农药抗性。这也从分子层面揭示了草地贪夜蛾的高度杂食性和抗药性。

现场更多大咖观点:

中国科学院院士、华大基因理事长杨焕明:草地贪夜蛾的防控不要过度惊慌,也不要因为惊慌隐瞒不报。防治草地贪夜蛾要充分发挥担当精神,虫情当前,勇于担当;科学精神,用科学的观点来引导科学的研究;合作精神,多单位合作,先做事、尽快做、尽力做。

深圳国家基因库主任研究员王韧:在天敌昆虫的选择中,可以更多地研究草地贪夜蛾专性寄生或捕食天敌。因为多食性的捕食天敌不仅可以捕食草地贪夜蛾,也捕食其他害虫,对草地贪夜蛾的防治将打折扣。另外,按照非洲防治草地贪夜蛾和中国在黏虫、棉铃虫上的防治经验,Bt和病毒防治是最有效的方法之一。

云南农业大学校长盛军:项目起源于相关教授的设计,借力华大基因的力量,不出一个月的时间动用了巨大资源,将雌雄两个基因组检测出来,非常不容易。在草地贪夜蛾的防治上,我们应该部署落实韩长赋部长传达的中央重要批示,也希望今天的科研成果能为下一步的防控做出应有的贡献。

中国科学院院士、华大基因创始人(理事长)杨焕明,深圳国家基因库主任研究员王韧,中国农业科学院植物保护研究所博士后吴秋琳,中国科学院昆明动物研究所博物馆副馆长、高级工程师李维薇,云南农业大学名誉校长、中国工程院院士朱有勇,云南农业大学校长、云南省高原特色农业产业研究院院长盛军,云南省高原特色农业产业研究院副院长桂明英,云南农业大学植物保护学院党委书记陈斌及其他专家学者和在校学生、社会媒体代表等200余人参与了本次研讨会。

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